引力波探測(cè)，數(shù)據(jù)處理技術(shù)在“助跑”

引力波探測(cè)，數(shù)據(jù)處理技術(shù)在“助跑”

“在愛因斯坦時(shí)代，如果有足夠先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)手段和計(jì)算手段，可能100年前就探測(cè)到引力波了。”清華大學(xué)LIGO(美國激光干涉引力波天文臺(tái))科學(xué)合作組織工作組成員都志輝在17日舉行的清華大學(xué)引力波成果發(fā)布會(huì)上說。

16日22時(shí)，科學(xué)家宣布首次直接探測(cè)到雙中子星并合產(chǎn)生的時(shí)空漣漪，這是人類第5次發(fā)現(xiàn)引力波信號(hào)。這些發(fā)現(xiàn)除了檢驗(yàn)愛因斯坦關(guān)于引力波的預(yù)言，也見證了當(dāng)今日新月異的實(shí)驗(yàn)手段和計(jì)算手段。

“LIGO為引力波探測(cè)提供了先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)手段，與此同時(shí)多個(gè)數(shù)據(jù)處理團(tuán)隊(duì)為其提供計(jì)算手段，清華大學(xué)LIGO科學(xué)合作組織工作組是其中之一。”都志輝在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說。

都志輝告訴記者，LIGO在探測(cè)過程中會(huì)收集到海量天文數(shù)據(jù)，而從數(shù)據(jù)中搜尋引力波信號(hào)并進(jìn)行分析，正是數(shù)據(jù)處理技術(shù)的用武之地。

比如，此次引力波信號(hào)被探測(cè)到后，生成“警報(bào)”發(fā)送給天文界，發(fā)起了一場(chǎng)全球規(guī)模的聯(lián)合觀測(cè)。科學(xué)家得以第一次同時(shí)探測(cè)到引力波及其電磁對(duì)應(yīng)體。“警報(bào)”的及時(shí)觸發(fā)，就離不開數(shù)據(jù)處理技術(shù)對(duì)引力波信號(hào)進(jìn)行快速確認(rèn)和驗(yàn)證。

“清華大學(xué)LIGO科學(xué)合作組織工作組和西澳大利亞大學(xué)合作研發(fā)的在線致密雙星并合信號(hào)搜尋程序流水線，就運(yùn)行在LIGO的數(shù)據(jù)處理中心。”都志輝介紹，LIGO探測(cè)到的天文數(shù)據(jù)進(jìn)入流水線后，會(huì)與其中包含的上萬個(gè)引力波模型進(jìn)行匹配，通過濾波技術(shù)搜尋“疑似”信號(hào)。

“整個(gè)在線分析過程是全自動(dòng)的，只需要十幾秒。”都志輝說，工作組正努力將這一過程縮短到3秒至5秒。除了在線數(shù)據(jù)處理，該流水線還用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更加精細(xì)的后續(xù)處理。

清華大學(xué)LIGO科學(xué)合作組織工作組負(fù)責(zé)人曹軍威告訴記者，LIGO運(yùn)行著多條這樣的在線數(shù)據(jù)處理流水線，可以同時(shí)對(duì)探測(cè)到的天文數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并互相驗(yàn)證。

曹軍威認(rèn)為，隨著LIGO和Virgo(歐洲處女座引力波探測(cè)器)靈敏度不斷提升，未來探測(cè)到引力波信號(hào)的頻率也會(huì)越來越高，這就需要更加高效的數(shù)據(jù)處理技術(shù)助力天文學(xué)家進(jìn)行引力波研究。據(jù)悉，清華大學(xué)LIGO科學(xué)合作組織工作組正在探索將深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入引力波數(shù)據(jù)的處理當(dāng)中。(科技日?qǐng)?bào)北京10月17日電)